Dipolar modulation in the size of galaxies: The effect of Doppler magnification
落在过密度中的物体看起来在它的近侧比其他物体大，在它的远侧比其他物体小。这产生了放大的偶极模式，主要是由于多普勒效应。在低的红移，这种多普勒放大率完全支配了通常的积分引力透镜对透镜放大率的贡献。我们发现，人们可以最佳地观察这种模式，通过提取偶极的数量和星系大小的互相关。这个偶极子使我们几乎完全消除了引力透镜的贡献，直到红移0.5，甚至在高红移z~1的偶极子拿起多普勒放大率占主导地位。多普勒放大应该很容易检测到在当前和即将到来的光学和无线电调查，通过预测望远镜，如SKA，我们表明，这种技术是有竞争力的，通过使用特殊的速度通过红移空间扭曲来约束暗能量。它对宇宙学模型产生了类似但互补的约束，这些约束是用宇宙剪切测量发现的。
2017-08-10 astro-ph.CO
Nonlinear relativistic corrections to cosmological distances, redshift and gravitational lensing magnification. I - Key results
下一代望远镜将迎来一个精确宇宙学的时代，能够确定宇宙学模型，超越百分比水平。为了使这一点有效，理论模型必须被理解到至少相同的精度水平。一系列微妙的相对论效应仍有待于理论上的探索，并提供了在这个新领域探索广义相对论的潜力。在一般的暗能量模型下，给出了距离-红移关系到二阶宇宙学扰动理论。这个关系决定了高精度源的放大率，以及在轻度非线性区域的红移空间失真。我们确定了一系列新的透镜效应，包括：双积分和非线性积分Sach-Wolfe贡献，横向多普勒效应，从诱导矢量模式和引力波背景的透镜，除了从二阶势的透镜。多普勒透镜的红移空间失真的修改被确定。最后，我们发现一个新的双耦合的密度波动集成沿视线，和梯度的密度波动耦合横向速度沿视线。它们可能很大，因此为引力透镜和广义相对论提供了重要的新探测。这篇论文伴随着arXiv：1402.1933，其中给出了一个全面的推导。
2014-09-22 astro-ph.CO gr-qc
Non-linear relativistic contributions to the cosmological weak-lensing convergence
相对论对结构形成动力学的贡献有多种形式，并可能在100 Mpc的典型尺度上对标准图像进行修正。这些修正无法通过牛顿数值模拟获得，因此准确估计这些相对论效应的大小很重要。密度波动耦合产生了一个比任何原始背景都大的引力波背景。类似的相互作用产生了更大的矢量模谱，代表时空的标架拖曳旋转。这些可以在一致性模型中的百分比级别上以低于相等尺度的尺度更改度量。矢量模通过大尺度结构改变背景星系的透镜效应。这在原则上给出了在宇宙学尺度上测量相对论性坐标系拖曳效应的令人兴奋的可能性。计算了非线性张量和矢量模式对宇宙收敛的影响，并将其与来自密度波动、多普勒透镜和较小的萨克斯-沃尔夫效应的一阶透镜贡献进行了比较。由于引力波的透镜效应可以忽略不计，所以我们集中研究矢量模。我们展示了这对于未来的调查，如欧几里得和SKA的相对重要性。我们发现，这些非线性效应对整体弱透镜信号的影响很小，因此在大多数分析中可以安全地忽略它们，尽管它们仍然比线性Sachs-Wolfe项大得多。二阶矢量贡献在中等红移下可以支配一阶多普勒透镜项，并且实际上对于像SKA这样的巡天几何更重要。
2018-08-13 astro-ph.CO gr-qc
Vision Transformers for Cosmological Fields: Application to Weak Lensing Mass Maps
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文研究了基于视觉变换器的弱引力透镜质量图分析方法，发现Swin变换器在有限数据下优于普通ViTs，且在现实噪声条件下与CNNs的宇宙学性能相当。
2025-12-08 astro-ph.CO
Multi-wavelength spectroscopic probes: biases from neglecting light-cone effects
下一代宇宙学巡天将观测到比以往更大的宇宙体积，使我们能够获得有关原始宇宙以及相对论效应的信息。在一篇配套论文中，我们应用Fisher分析来预测$f_{\rm NL}$的预期精度以及透镜放大率和多普勒对功率谱的贡献的可探测性。在这里，我们评估的偏差的最佳拟合值的$f_{\rm NL}$和其他参数，忽略这些光锥效应。我们认为即将到来的21厘米强度测绘调查（SKAO）和光学星系调查（DESI和欧几里得），无论是单独和结合在一起。我们的结论是，在较高的红移透镜放大率必须包括在建模的光谱调查。如果在分析中忽略透镜效应，这将产生大于1的$σ$的偏差--不仅在$f_{\rm NL}$上，而且在标准宇宙学参数上。
2021-12-01 astro-ph.CO
The impact of relativistic effects on the 3D Quasar-Lyman-$α$ cross-correlation
我们研究了类星体和莱曼- $α$森林之间的三维互相关中相对论效应的影响。除了相对论效应，这是占主导地位的多普勒贡献，几个系统的影响也包括在我们的分析（介入金属，不明高柱密度系统，横向邻近效应和紫外线波动的影响）。计算了重子振荡光谱巡天（BOSS）、扩展重子振荡光谱巡天（eBOSS）和暗能量光谱仪器（DESI）巡天的信噪比，表明DESI将首次能够探测到大尺度结构（LSS）巡天中的多普勒贡献，其S/N $>7$为$r_{\rm min} > 10$ Mpc $/h$，其中r $_{\rm min}$表示源之间的最小共动间隔。我们证明了几个物理参数，介绍了交叉关联函数提供一个完整的建模，多普勒贡献的影响。通过使用Fisher矩阵的方法，我们建立了，如果多普勒的贡献被忽略的数据分析中，导出的参数将被转移了一个不可忽略的量为即将到来的调查。
2020-04-06 astro-ph.CO
Bias to CMB Lensing Reconstruction from Temperature Anisotropies due to Large-Scale Galaxy Motions
宇宙微波背景（CMB）的引力透镜被认为是正在进行和即将进行的CMB实验中最强大的宇宙学工具之一。在这项工作中，我们调查的偏见，CMB透镜重建温度各向异性由于运动学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）的效果，即，多普勒频移的CMB光子康普顿散射引起的运动电子。kSZ信号由于其自身固有的非高斯性及其与CMB透镜场（以及跟踪大尺度结构的其他场）的非零互相关而产生偏差。这种kSZ引起的偏差影响CMB透镜自功率谱及其与低红移示踪剂的互相关。此外，它不能通过多频前景分离技术去除，因为kSZ效应保留了CMB的黑体光谱。虽然在统计上可以忽略不计，目前的数据集，我们表明，这将是重要的，即将到来的调查，并没有考虑到它可能会导致大的偏见，在中微子质量或暗能量的属性的约束。对于第四阶段的CMB实验，当重建中使用的最高温度多极子为$\approx$时，与LSST星系透镜会聚图或星系过密度图的互相关偏差分别可达15%或12%，而当使用$\ell_{\rm max} = 3000$时，偏差约为一半。类似地，我们发现CMB透镜自功率谱可以有高达百分之几的偏差。这些偏差比预期的统计误差大很多倍。减小$\ell_{\rm max}$可以以降低整体透镜化重建信噪比为代价来显著减轻偏差。仅极化重建可能是最稳健的减缓策略。
2018-01-25 astro-ph.CO
On the insufficiency of arbitrarily precise covariance matrices: non-Gaussian weak lensing likelihoods
我们调查是否高斯的可能性，通常假设在宇宙学数据的分析，是支持模拟调查数据。我们定义测试统计量，基于一种新的方法，首先破坏数据集中的高斯相关性，然后测量剩余的非高斯相关性。这个过程标记了以非高斯方式相互依赖的数据点对，从而确定了高斯似然假设的错误。利用这个诊断，我们发现CFHTLenS宇宙剪切关联函数中的非高斯关联是显著的。通过简单地排除最受污染的数据点，$s_8$的后验在没有加宽的情况下发生了位移，但是我们发现，来自普朗克宇宙微波背景数据的$s_8$的张力没有显著降低。然而，我们还表明，相关统计的一点分布是明显偏斜的，这样，声音弱透镜数据集本质上可能导致系统低透镜振幅推断。检测到的非高斯性随着角尺度的增加而变大，使得对于未来的广角勘测，例如欧几里得或LSST，由于它们的统计误差非常小，预计大尺度模式将受到越来越大的影响。后验的变化可能不可忽略，我们建议将这些诊断测试作为未来分析的一部分。
2017-09-25 astro-ph.CO
Accurate weak lensing of standard candles. I. Flexible cosmological fits
在不久的将来，随着成千上万的Ia型超新星的出现，由透镜效应引起的星等散射将成为一个主要问题，因为它会影响参数估计。目前的N体模拟太耗时，无法整合到用于估计宇宙学参数的似然分析中。在本文中，我们表明，在弱透镜制度的统计数值近似产生准确的结果数量级更快。我们写下来简单的适合的第二，第三和第四中心时刻的透镜放大率概率分布作为红移的函数，功率谱归一化和当今的物质密度。我们还改进了现有的透镜方差模型，并表明移位对数正态分布适合数值。这些拟合可以很容易地应用于宇宙学似然分析。此外，我们的理论预测使我们有可能颠倒这个问题，并开始使用超新星透镜来约束宇宙学参数。
2013-09-02 astro-ph.CO gr-qc
Multi-wavelength spectroscopic probes: prospects for primordial non-Gaussianity and relativistic effects
下一代宇宙学巡天将观测到比以往更大的宇宙体积，使我们能够获得有关原始宇宙以及相对论效应的信息。我们考虑即将到来的21厘米强度映射调查（SKAO）和光学星系调查（DESI和Euclid），通过多示踪剂互相关，抑制超大尺度上的宇宙方差相结合的信息。为了充分考虑广角效应和红移仓互相关，以及透镜放大和其他相对论效应，我们使用角功率谱，$C_\ell(z_i,z_j)$。应用Fisher分析，我们预测了$f_{\rm NL}$的预期精度和透镜效应和其他相对论效应的可探测性。我们发现，两对21厘米和星系调查，一对在低红移和一个在高红移，完全组合可以提供$σ(f_{\rm NL})\sim 1.5$，检测多普勒效应的信噪比$\sim$ 8和测量透镜会聚贡献在$\sim$ 2\%的精度。在配套文件中，我们表明，最佳拟合值的$f_{\rm NL}$和标准的宇宙学参数显着偏置，如果忽略透镜的贡献。
2021-11-05 astro-ph.CO
Large-scale weak lensing convergence in nonlinear general relativity
Kavli Institute for Cosmological Physics, The University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理研究所）
本文基于非线性广义相对论框架，结合数值相对论模拟和广义相对论光线追踪，比较了非线性计算与扰动理论的预测，发现Doppler透镜效应在红移低于0.6时重要，线性扰动理论在大部分红移和角尺度上预测误差在3-30%之间。
2026-03-25 astro-ph.CO gr-qc
The FLAMINGO project: Baryonic impact on weak gravitational lensing convergence peak counts
本研究利用FLAMINGO模拟套件分析重子反馈对弱引力透射率峰值数密度的影响，发现重子效应小于宇宙学参数变化，但仍需精确建模以获取无偏宇宙学结果。
2024-03-05 astro-ph.CO
The FLAMINGO project: cosmology with the redshift dependence of weak gravitational lensing peaks
利用FLAMINGO流体动力学模拟研究Euclid类弱引力透镜峰，发现高信噪比峰主要追踪大质量暗晕，其红移分布对重子物理不敏感而对宇宙学敏感，可用于同时校准重子反馈并约束宇宙学。
2025-02-25 astro-ph.CO
Magnification and evolution biases in large-scale structure surveys
在即将进行的调查中，如欧几里得和罗马卫星以及SKA天文台计划进行的调查中，对星系团的测量将对透镜放大和多普勒效应的扭曲敏感，超出标准的红移空间扭曲。这些贡献的幅度敏感地依赖于星系数密度的放大偏差和演化偏差。放大偏差量化了观测到的星系数量的变化，而演化偏差量化了星系数量密度相对于守恒情况的物理变化。这些偏差由数密度的导数给出，因此对光度函数的形式非常敏感。我们仔细推导了放大和进化偏差，澄清了文献中的一些结果。然后，我们研究了各种调查的偏差，包括星系调查和无线电和光学/近红外波长的线强度映射。
2022-01-31 astro-ph.CO
Constraining CMB physical processes using Planck 2018 data
本文旨在对标准宇宙学模型$Λ$ CDM进行唯象参数化，以衡量定义宇宙微波背景（CMB）各向异性角功率谱模式的不同物理过程。我们使用六个唯象振幅来解释萨克斯-沃尔夫，早期和晚期集成萨克斯-沃尔夫，偏振贡献，多普勒和透镜效应。为此，我们采用了CLASS玻尔兹曼代码，并使用Cobaya的马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）采样器来探索普朗克2018可能性，以约束宇宙学和唯象学参数的不同组合。观测现象振幅的平均值与$Λ$ CDM模型预测的偏差，可能有助于解决现有的宇宙学张力。首次使用普朗克2018温度，偏振和透镜功率谱对CMB的物理过程进行了全面分析。在以前的工作中，仅使用TT数据来约束现象学振幅，然而，通过包括偏振和透镜数据，我们发现对这些物理贡献的约束更严格。此外，考虑到所有普朗克2018年的数据，一些只在考虑TT数据时出现的简并被完全打破。因此，可以研究具有三个以上唯象振幅的模型，这在仅使用温度功率谱时是禁止的。结果表明，普朗克实验可以约束除后期积分萨克斯-沃尔夫效应外的所有唯象振幅。没有发现不一致的$Λ$ CDM模型，并获得了最大的改进模型，包括透镜参数，$A_L$。
2022-11-18 astro-ph.CO
Suzaku observations of subhalos in the Coma cluster
我们用{ \it Suzaku}在后发座星系团中观察到了三个巨大的次晕。这些标记为“ID 1”、“ID 2”和“ID 32”的亚晕是使用斯巴鲁/Suprime-Cam进行弱透镜测量检测到的（Okabe等人，2014 a），分别位于距后发座星系团中心1.4 $r_{500}$、1.2 $r_{500}$和1.6 $r_{500}$的投影距离处。次晕“ID 1”在弱透镜质量等值线中心附近有一个紧凑的X射线过量发射，气体质量与弱透镜质量之比约为0.001。发射的温度约为3 keV，略低于周围的团内介质（ICM）和星系团的温度与质量关系的预期。次晕“ID 32”显示了一个过量的发射，其峰值从后发座星系团的中心向相反的方向移动。气体质量与弱透镜质量之比也约为0.001，明显小于常规星系群。超区的温度约为0.5keV，明显低于周围ICM的温度，远离团簇的温度-质量关系。然而，在“ID 2”次晕中没有显著的过量X射线发射。假设在过量X射线发射的边界处，下落速度约为2000 $\rm km~s^{-1}$，“ID 1”和“ID 32”的撞锤压力与单位面积的重力回复力相当。我们还研究了Kelvin-Helmholtz不稳定性对剥离气体的影响。虽然我们发现了与弱透镜暗晕相关的X射线团，但它们的X射线光度远低于星团外围的ICM总光度。
2015-04-13 astro-ph.CO
The RayGalGroupSims cosmological simulation suite for the study of relativistic effects: an application to lensing-matter clustering statistics
提出 RayGalGroupSims 宇宙学模拟套件，通过高分辨率 N-body 模拟和并行光线追踪生成包含多种相对论效应的光锥数据，复现并量化了放大偏差和红移空间畸变对透镜-物质功率谱的显著贡献。
2023-07-28 astro-ph.CO gr-qc
Beyond Limber: Efficient computation of angular power spectra for galaxy clustering and weak lensing
大尺度结构观测量的角两点统计是重要的宇宙学探测。为了达到未来调查的统计精度所需的高精度，这些统计数据中的一些可能需要在没有常用的林伯近似的情况下计算;然而，精确的计算需要在贝塞尔函数上积分，并且蛮力评估收敛缓慢。我们提出了一种新的方法的基础上，我们的广义FFTLog算法的角功率谱的有效计算超出Limber近似。新方法大大简化了计算，提高了数值计算的速度和稳定性.它很容易扩展到处理涉及贝塞尔函数导数的积分，使其同样适用于数值上更具挑战性的情况下，如红移空间失真和多普勒效应的贡献。我们实现了我们的方法，星系聚类和星系-星系透镜功率谱。我们发现，在未来的分析中，如LSST第1年和DES第6年使用Limber近似的星系聚类可能会导致宇宙学参数的显着偏差，这表明超越Limber近似是必要的，这些分析。
2020-05-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Phase effects from strong gravitational lensing of gravitational waves
评估两个或两个以上的引力波（GW）是同一个源的透镜图像的概率，需要了解图像的属性，包括它们在强透镜（SL）中的相对相移。对于非旋进，圆形双星占主导地位的四极辐射，这些相移退化的合并阶段或检测器和倾斜依赖的移位的方向角的移位。这种简并性被高次谐波模式的存在所打破，前者中存在$|m|\ne 2$，后者中存在$|m| \ne l$。旋进或偏心也会打破这种简并。这意味着透镜引力波不一定与广义相对论（GR）的（非透镜）预测一致。因此，与EM透镜不同，GW SL可以导致具有可观察到的修改的相位演化的图像。对于目前的探测器，具有偏移的依赖于探测器的取向角的模板在20 Hz下对于质量比高达0.1具有小于$1\%$的SNR差，并且对于进动参数高达0.5和偏心率高达0.4具有小于$5\%$的SNR差。失配低于具有替代的检测器无关的聚结相移的$10\%$。尽管如此，对于足够响亮的源，即使具有一个图像，也可以从其非GR波形直接将其识别为SL图像。在更极端的情况下，透镜化可能导致相当大的失真，并且透镜化GW可能在当前搜索中未被检测到。然而，在傅立叶空间中具有相移的精确模板总是可以被构造成适合任何透镜GW。我们的结论是，最佳的搜索策略将在所有阶段纳入相位信息，并在最终评估多个透镜事件的概率时进行精确处理。
2021-02-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The exact non-Gaussian weak lensing likelihood: A framework to calculate analytic likelihoods for correlation functions on masked Gaussian random fields
本文提出在任意遮蔽球面高斯随机场上精确计算非高斯弱引力透镜相关函数联合似然的框架，发现其偏度显著，并在简化巡天中使$S_8$后验均值提高约2.5%。
2025-09-09 astro-ph.CO astro-ph.IM stat.ME
